【導(dǎo)讀】學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的重任。會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)人才及其知識(shí)結(jié)構(gòu)的需求，并概要地介紹了計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的研究范疇。研究范疇，明確今后學(xué)習(xí)的目標(biāo)和內(nèi)容。構(gòu)和工作原理、計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的表示方法——數(shù)制與碼制、程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)等內(nèi)容?；靖拍钜约俺Ｓ貌僮飨到y(tǒng)的主要特征、軟件生存周期和面向?qū)ο蠓椒ǖ拈_(kāi)發(fā)過(guò)程。講解了Windows操作系統(tǒng)的基本常識(shí)及Word、Excel、PowerPoint三大軟件的基本概念。和軟件復(fù)用技術(shù)有比較深入的了解。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)、協(xié)議、TCP/IP協(xié)議的功能及它的層次結(jié)構(gòu)、域名系統(tǒng)、因特網(wǎng)及其組。成、WWW網(wǎng)、等相關(guān)的重要知識(shí)都做了重點(diǎn)講解。通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，主要掌握以下內(nèi)。與超媒體等等諸多概念。并且重點(diǎn)介紹了多媒體技術(shù)中的音頻技術(shù)、數(shù)字圖像、數(shù)字視。頻、多媒體數(shù)據(jù)壓縮等各種技術(shù)的特點(diǎn)，文件類(lèi)型、格式等。多媒體創(chuàng)作工具及其應(yīng)用，同時(shí)描述了超文本和超鏈接以及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。數(shù)據(jù)庫(kù)所研究的內(nèi)容。具體介紹Access數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和使用方法。簡(jiǎn)單介紹幾種常用

　　

【正文】 。 教學(xué)的難點(diǎn)：定時(shí)器實(shí)驗(yàn)及外部中斷實(shí)驗(yàn)。 （四）知識(shí)范圍及與相關(guān)課程的關(guān)系 本實(shí)驗(yàn)是基于單片機(jī)原理的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，先修課程為模擬電子技術(shù)、數(shù)字電路和微機(jī)原理。 （五）教材及教學(xué)參考書(shū)的選用 實(shí)驗(yàn)教材：《 TSC51/96 單片機(jī)實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)》，清華同方 《 MCS51/196 單片機(jī)原理及應(yīng)用》，孫涵芳，北京航空航天大學(xué)出版社， 1999 《單片微機(jī)原理及應(yīng)用》，丁立杰，機(jī) 械工業(yè)出版社， 1994 《單片機(jī)基礎(chǔ)》，李廣弟，北京航空航天大學(xué)出版社， 1994 《 MCS51 系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)》，何立民，北京航空航天大學(xué)出版社， 1990 34 《 現(xiàn)代控制理論基礎(chǔ)》教學(xué)大綱 修訂單位：韓山師范學(xué)院 物理與電子工程系 執(zhí) 筆 人 ： 楊新遠(yuǎn) 一 、 課程基本信息 1． 課程中文名稱(chēng) ： 現(xiàn)代控制理論基礎(chǔ) 2． 課程英文名稱(chēng) ： 3． 課程類(lèi)別 ： 必修 4． 適用專(zhuān)業(yè) ： 電氣工程及其自動(dòng)化 5． 總學(xué)時(shí) ： 54 （ 理論 46 , 實(shí)驗(yàn) 8 ） 6． 總學(xué)分 ： 3 學(xué)分 二 、 本課程在教學(xué)計(jì)劃中的地位 ,作用和任務(wù) 《現(xiàn)代控 制理論基礎(chǔ)》是自動(dòng)化專(zhuān)業(yè) （ 本科 ） 的一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。本門(mén)課程主要講授現(xiàn)代控制理論中的線性系統(tǒng)理論、最優(yōu)控制理論和自適應(yīng)控制理論。本課程設(shè)置的目的和任務(wù)是： 通過(guò)本門(mén)課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握線性控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述 ,能夠?qū)€性系統(tǒng)的幾種模型進(jìn)行互相轉(zhuǎn)化 ； 掌握線性控制系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及連續(xù)系統(tǒng)的離散化 ； 熟悉線性控制系統(tǒng)的能控性與能觀測(cè)性概念及其判定準(zhǔn)則 ； 了解控制系統(tǒng)的李亞普諾夫穩(wěn)定性理論 ； 掌握線性控制系統(tǒng)的狀態(tài)反饋與狀態(tài)觀測(cè)器的設(shè)計(jì)方法； 明白最優(yōu)控制問(wèn)題在不同情況下的描 述 ,掌握古典變分法和極小值原理； 理解自適應(yīng)控制系統(tǒng)的任務(wù)，掌握自適應(yīng)控制的理論問(wèn)題； 通過(guò) MATLAB 軟件的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生掌握采用 MATLAB 軟件進(jìn)行系統(tǒng)的模型轉(zhuǎn)換（特別是 MIMO 系統(tǒng)）的分析與設(shè)計(jì)的方法。 三、課程內(nèi)容（含學(xué)時(shí)分配） 第一章 狀態(tài)空間模型 （ 8 學(xué)時(shí) ） 本章是全書(shū)的理論基礎(chǔ)。其中 35 節(jié)強(qiáng)調(diào)了狀態(tài)空間法的基本概念，狀態(tài)空間模型的一般形式，并闡述了對(duì)系統(tǒng)建立狀態(tài)空間表達(dá)式的方法。其難點(diǎn)在于對(duì)概念的理解。 節(jié)給出了幾種常用的狀態(tài)空間模型的標(biāo)準(zhǔn)型 （ 即能控、能觀、對(duì)角及約當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)型 ） 及其狀態(tài)結(jié)構(gòu)圖， 從而可以更直觀地理解數(shù)學(xué)模型的物理意義。 節(jié)和 節(jié)則和古典控制理論的數(shù)學(xué)模型相結(jié)合，討論了連續(xù)系統(tǒng)和離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)換。 節(jié)是基于 MATLAB 的數(shù)學(xué)模型的轉(zhuǎn)換，使?fàn)顟B(tài)空間模型和傳遞函數(shù)矩陣之間的轉(zhuǎn)換的復(fù)雜運(yùn)算變得簡(jiǎn)單直觀。其中基本概念和數(shù)學(xué)模型的轉(zhuǎn)換是本章的重點(diǎn)。 11 狀態(tài)空間模型表示法型的方法。 12 狀態(tài)空間模型的圖示法 13 連續(xù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)換 14 離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)換 15 基于 MATLAB 的系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)換 第二章 線性系統(tǒng) 的運(yùn)動(dòng)分析 （ 4 學(xué)時(shí) ） 本章主要對(duì)線性系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)行為進(jìn)行了定量分析，從數(shù)學(xué)上講，是求解狀態(tài)方程的解。引出了狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣的概念，線性系統(tǒng)的解的表達(dá)式由兩部分組成，第 — 部分與系統(tǒng)的初始狀態(tài)有關(guān)，是由初始狀態(tài)引起的自由運(yùn)動(dòng)分量；第二部分是由輸入引起的受控分量，其值與控制作用 u（ t） 及系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)有關(guān)。本章重點(diǎn)討論了線性定常系統(tǒng)狀態(tài)方程的解，對(duì)其狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣 eAt 出了四種求解方法。最后，舉例介紹了用 MATLAB 計(jì)算、分析本章內(nèi)容的方法。 21 線性定常系統(tǒng)狀態(tài)方程的解 22 線性時(shí)變系統(tǒng)狀態(tài)方程的解 23 線性定常離散時(shí)間系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)分析 24 利用 MATLAB 分析狀態(tài)空間模型 25 離散系統(tǒng)的狀態(tài)方程求解 26 線性連續(xù)系統(tǒng)的離散化 第三章 能控性與能觀測(cè)性 （ 10 學(xué)時(shí) ） 36 本章對(duì)線性系統(tǒng)進(jìn)行了定性分析。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的能控性與能觀測(cè)性的定義、性質(zhì)及判別方法的討論，揭示了系統(tǒng)內(nèi)在結(jié)構(gòu)特性。利用非奇異變換，給出了求取能控標(biāo)準(zhǔn)型、能觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)型及結(jié)構(gòu)分解的方法。本章對(duì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)問(wèn)題的基本概念和基本屬性作了進(jìn)一步的討論，著重介紹了最小實(shí)現(xiàn)的物理意義和基本方法。最后，舉例介紹了如何利用MATLAB 對(duì)本章內(nèi)容進(jìn)行計(jì)算、分 析。 31 線性連續(xù)系統(tǒng)的能控性與能觀測(cè)性 32 線性離散時(shí)間系統(tǒng)的能控性與能觀測(cè)性 33 能控標(biāo)準(zhǔn)型與能觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)型 34 線性定常系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分解 35 最小實(shí)現(xiàn) 36 MATLAB 應(yīng)用 第四章 穩(wěn)定性分析 （ 4 學(xué)時(shí) ） 本章介紹了李雅普諾夫穩(wěn)定性定義及判別系統(tǒng)穩(wěn)定性的李雅普諾夫間接法和直接法。李雅普諾夫穩(wěn)定性理論不僅可以研究古典控制理論所能研究的線性定常系統(tǒng)，還可以研究古典控制理論所不能研究的線性時(shí)變及非線性系統(tǒng)。用李雅普諾夫間接法研究線性定常系統(tǒng)是方便的，其方法是根據(jù) 系數(shù)矩陣 A 的特征值或者說(shuō)是根據(jù)系統(tǒng)的極點(diǎn)來(lái)判別系統(tǒng)的穩(wěn)定性，勞斯判據(jù)仍然是實(shí)用的。李雅普諾夫直接法主要用于非線性系統(tǒng)的研究，它避免了解方程、求系統(tǒng)特征值的困難，而是采用李雅普諾夫函數(shù)來(lái)直接進(jìn)行判別。直接法的關(guān)鍵和難點(diǎn)是李雅普諾夫函數(shù)的選取，對(duì)于線性系統(tǒng)，介紹了李雅普諾夫方程方法，而對(duì)于非線性系統(tǒng)書(shū)中只介紹了克拉索夫斯基方法。 41 李雅普諾夫穩(wěn)定性定義 42 李雅普諾夫間接法 43 李雅普諾夫直接法 44 線性定常系統(tǒng)李雅普諾夫穩(wěn)定性分析 45 離散時(shí)間系統(tǒng)李雅普諾夫穩(wěn)定性分析 46 基于 MATLAB 李雅普諾夫穩(wěn)定性分析 第五章 極點(diǎn)配置與觀測(cè)器的設(shè)計(jì) （ 8 學(xué)時(shí) ） 本章主要討論了采用狀態(tài)反饋的手段對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的定理和方法?；跔顟B(tài)反饋的單 37 輸入系統(tǒng)的極點(diǎn)配置可使閉環(huán)系統(tǒng)達(dá)到預(yù)期的動(dòng)態(tài)特性。多輸入系統(tǒng)的極點(diǎn)配置方法則是單輸入系統(tǒng)極點(diǎn)配置的方法的拓展。本章利用觀測(cè)器和極點(diǎn)配置對(duì)偶的特性，討論了全階觀測(cè)器和降階觀測(cè)器的設(shè)計(jì)方法。使觀測(cè)器的設(shè)計(jì)方法既易理解又較為簡(jiǎn)化。同時(shí)強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)存在極點(diǎn)配置的充要條件是系統(tǒng)的狀態(tài)完全能控；若系統(tǒng)不能控時(shí)，則通過(guò)狀態(tài)反饋使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是不能控部分的極點(diǎn)具有負(fù)實(shí)部。系統(tǒng)存在 觀測(cè)器且觀測(cè)器的極點(diǎn)可任意配置的充要條件是系統(tǒng)的狀態(tài)完全能觀；若系統(tǒng)不能觀時(shí)，則存在觀測(cè)器的充要條件是不能觀部分的極點(diǎn)具有負(fù)實(shí)部。本章還討論了用觀測(cè)器的反饋系統(tǒng)及動(dòng)態(tài)補(bǔ)償器的設(shè)計(jì)方法。 51 反饋控制結(jié)構(gòu) 52 單輸入極點(diǎn)配置 53 多輸入系統(tǒng)的極點(diǎn)配置 54 觀測(cè)器及其設(shè)計(jì)方法 55 用狀態(tài)觀測(cè)器的反饋系統(tǒng) 56 MATLAB 在極點(diǎn)配置及設(shè)計(jì)觀測(cè)器中的應(yīng)用 第六章 最優(yōu)控制 （ 6 學(xué)時(shí) ） 所謂最優(yōu)控制，就是在給定的控制域中，尋找合適的控制，使評(píng)價(jià)系統(tǒng)控制性能好壞的性能指標(biāo)取得極值，這樣 所選取的控制稱(chēng)為最優(yōu)控制。本章首先介紹最優(yōu)控制的基本概念，其次討論在控制作用不受約束時(shí)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制的必要條件，然后是最小值原理及線性二次最優(yōu)控制問(wèn)題，最后介紹 MATLAB 在最優(yōu)控制中的應(yīng)用。 61 最優(yōu)控制的基本概念 62 在控制作用不受約束時(shí)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制的必要條件 63 有約束條件時(shí)的最優(yōu)控制問(wèn)題 64 龐特里亞金最小 （ 大 ） 值原理 65 最小時(shí)間控制 66 線性二次最優(yōu)控制問(wèn)題 67 MATLAB 在最優(yōu)控制中的應(yīng)用 第七章 自適應(yīng)控制系統(tǒng) （ 4 學(xué)時(shí) ） 與傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)原理和最優(yōu)控制理論不同 ，自適應(yīng)控制能在受控過(guò)程的模型知識(shí)和環(huán) 38 境知識(shí)知之不全甚至知之甚少的情況下，給出高質(zhì)量的控制品質(zhì)。本章首先介紹了自適應(yīng)控制的任務(wù)、自適應(yīng)控制的理論問(wèn)題，重點(diǎn)闡述了目前比較成熟的自適應(yīng)控制系統(tǒng)，即模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)和自校正控制系統(tǒng)。 71 自適應(yīng)控制的任務(wù) 72 自適應(yīng)控制的理論問(wèn)題 73 模型參考自適應(yīng)系統(tǒng) 74 自校正控制系統(tǒng) 75 其他形式的自適應(yīng)控制器簡(jiǎn)介 76 MATLAB 在自適應(yīng)系統(tǒng)中的應(yīng)用 四、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與要求（ 8 學(xué)時(shí)） 運(yùn)用 MATLAB 進(jìn)行控制系統(tǒng)的計(jì)算、分析，轉(zhuǎn)換系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型；分 析狀態(tài)空間模型；判斷系統(tǒng)的能控性與能觀測(cè)性；分析系統(tǒng)穩(wěn)定性；配置極點(diǎn)和設(shè)計(jì)觀測(cè)器；最優(yōu)控制應(yīng)用；自適應(yīng)系統(tǒng)應(yīng)用等。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，掌握 MATLAB 編程軟件常用指令，學(xué)會(huì)運(yùn)用指令實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的計(jì)算和分析。同時(shí)，加深對(duì)現(xiàn)代控制理論各知識(shí)點(diǎn)的理解和認(rèn)識(shí)。實(shí)驗(yàn)使用 版本。 1． 熟悉 MATLAB 編程軟件 2． 基于 MATLAB 的系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)換 3． 利用 MATLAB 分析狀態(tài)空間模型 4． 運(yùn)用 MATLAB 進(jìn)行系統(tǒng)能控性與能觀測(cè)性 5． 基于 MATLAB 李雅普諾夫穩(wěn)定性分析 6． MATLAB 在極點(diǎn)配置及設(shè)計(jì)觀測(cè) 器中的應(yīng)用 7． MATLAB 在最優(yōu)控制中的應(yīng)用 8． MATLAB 在自適應(yīng)系統(tǒng)中的應(yīng)用 五、考核方式 考試 六、成績(jī)?cè)u(píng)定 平時(shí)占 30%，期末考試占 70% 七、本課程對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的措施 39 《現(xiàn)代控制理論基礎(chǔ)》主要著手培養(yǎng)學(xué)生能夠全面、系統(tǒng)地理解并掌握現(xiàn)代控制理論的基本理論和基本方法，以便進(jìn)行系統(tǒng)分析和設(shè)汁。在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力的主要措施有以下幾個(gè)方面。①盡量結(jié)合實(shí)際系統(tǒng)講述有關(guān)理論，由于本人在發(fā)電廠工作過(guò)，對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化有較全面、較深刻地理解，在講述理論時(shí)，盡可能引用電力系統(tǒng)自動(dòng)化的實(shí)例，讓學(xué)生更直觀理解 和掌握這些理論。② 講授時(shí)應(yīng)盡可能深入淺出，通俗易懂。同時(shí)結(jié)合實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行講述，讓學(xué)生更直接體會(huì)現(xiàn)代控制理論在實(shí)際工程中的運(yùn)用，加深對(duì)知識(shí)的理解和掌握 ③多設(shè)置一些問(wèn)題討論與習(xí)題分析課，加強(qiáng)師生互動(dòng)性，促進(jìn)學(xué)習(xí)的積極性。提高分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力。 ④ 選擇 34 節(jié)難度適中的內(nèi)容，以學(xué)生為主體進(jìn)行探究式的學(xué)習(xí)與討論。教師適時(shí)給予幫助，以提高學(xué)生的創(chuàng)新能力與綜合能力。 八 、 教材與參考文獻(xiàn) 教材 ： 侯媛彬。《現(xiàn)代控制理論基礎(chǔ)》（北京大學(xué)出版社）及其附錄。北京。北京大學(xué)出版社。 2020 參考文獻(xiàn)： 1． 王孝武。現(xiàn) 代控制理論基礎(chǔ)。北京。機(jī)械工業(yè)出版社。 2020 2．鄭大中。線性系統(tǒng)理論。北京。清華大學(xué)出版社。 1990 3．于長(zhǎng)官等?，F(xiàn)代控制理論及應(yīng)用。北京。哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社。 2020 40 《自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)及儀表》教學(xué)大綱 修訂單位： 韓山師范學(xué)院 物理與電子工程系 執(zhí) 筆 人：陳洪財(cái) 一、課程基本信息 1． 課程中文名稱(chēng)：自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)及儀表 2． 課程英文名稱(chēng)： AutoMeasurement Technique 3． 課程類(lèi)別：限選 4． 適用專(zhuān)業(yè)：電子信息工程、電氣工程及其自動(dòng)化 5． 總學(xué)時(shí) ： 54（其中理 論 44 學(xué)時(shí) 上機(jī) 10 學(xué)時(shí)） 6． 總學(xué)分 ： 3 學(xué)分 二、本科程在教學(xué)計(jì)劃中的地位、作用和任務(wù) 地位：本門(mén)課程的目的在于使學(xué)生掌握過(guò)程自動(dòng)檢測(cè)及儀表的基本概念、基本理論和常用電工儀表、自動(dòng)化儀表的工作原理、結(jié)構(gòu)和應(yīng)用。在修完本門(mén)課程后，要求學(xué)生基本具有以下能力 ． 任務(wù)：掌握常用電工儀表及傳感器的工作原理、選型 ；對(duì)一般檢測(cè)系統(tǒng)中的理論及技術(shù)問(wèn)題具有一定的分析能力；了解工業(yè)參數(shù)的自動(dòng)測(cè)量技術(shù)及儀表選型與應(yīng)用。 三、理論教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)基本要求 緒論 （ 學(xué)時(shí)） 向?qū)W生介紹本課程研究的內(nèi)容及性質(zhì)；本課程在自動(dòng) 化專(zhuān)業(yè)中的地位和作用；現(xiàn)代檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)的發(fā)展方向等。 第一章 檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)的理論基礎(chǔ)（ 10 學(xué)時(shí)） 11 檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)的基本概念 12 測(cè)量誤差的概念和分類(lèi) 13 隨機(jī)誤差概率密度的正態(tài)分布 14 算術(shù)平均值與標(biāo)準(zhǔn)誤差 15 置信區(qū)間與置信概率 16 粗差的判別與壞值的舍棄 17 系統(tǒng)誤差 41 18 誤差的傳遞 19 誤差的合成 110 最小二乘原理 111 曲線的擬合 本章主要介紹檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)中的一些基本概念；檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)中誤差分析的理論，包括隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差的分析、合成和傳遞等。為電測(cè) 量指示儀表和非電量測(cè)試技術(shù)提供理論分析工具。 第二章 電測(cè)量指示儀表（ 6 學(xué)時(shí)） 21 電測(cè)量指示儀表的一般知識(shí) 22 磁電系儀表 23 電磁系儀表 24 電動(dòng)系儀表 25 感應(yīng)系儀表 26 電測(cè)量指示儀表 本章主要介紹常用的各種電測(cè)量指示儀表的組成、原理和使用等方面的知識(shí)。要求學(xué)生對(duì)各種電測(cè)量指示儀表進(jìn)行比較認(rèn)識(shí)，明白其性能方面的共性和區(qū)別，會(huì)根據(jù)測(cè)量要求和工作條件合適地選擇電測(cè)量指示儀表。 第三章 電量和電路參數(shù)的測(cè)量 （ 6 學(xué)時(shí)） 31 直讀測(cè)量 32 電位差計(jì) 33 電橋 34 數(shù)字式測(cè)量?jī)x表 35 磁通與磁場(chǎng)強(qiáng)度的測(cè)量 本章主要介紹電量和電路參數(shù)的一些測(cè)量方法，以及